Facoltà di BIOLOGIA E FARMACIA Anno Accademico 2018/19 Registro lezioni del docente COLOMBO LUCIANO

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1 Attività didattica FISICA [60/57/2] Facoltà di BIOLOGIA E FARMACIA Anno Accademico 2018/19 Registro lezioni del docente COLOMBO LUCIANO Partizionamento: Matricole dispari Periodo di svolgimento: Secondo Semestre Docente titolare del corso: COLOMBO LUCIANO matr Riepilogo registro docente: COLOMBO LUCIANO matr Docente interno - PROFESSORE ORDINARIO DI I FASCIA Stato registro docente: Stampato Ore inserite: 48 ore Ore previste dall'offerta didattica: 48 ore Gruppi di studenti con i quali è stata svolta l'attività - ore per gruppo - prevista per tutti gli studenti (senza gruppi associati) - 48 ore Ore inserite per tipologia di attività 48 ore lezione : - prevista per tutti gli studenti (senza gruppi associati) - 48 ore Osservazioni: Firma del docente titolare del corso: Firma del presidente: Data: Pagina 1 di 8

2 Dettaglio delle attività svolte: FISICA [60/57/2] Partizionamento: Matricole dispari 05/03/ lezione - Parte propedeutica (prima lezione) Presentazione del corso: syllabus; modalita' di erogazione della didattica e di svolgimento della prova di esame finale; strumenti didattici e materiale di studio; modalita' interazione in presenza e a distanza tra Docente e Studenti. Generalita' sulla fisica: grandezze, misure, modelli. Unita' di misura e equazioni dimensionali. Notazione scientifica. Grandezze scalari e grandezze vettoriali. 06/03/ lezione - Parte propedeutica (seconda lezione) Rappresentazione grafica e matematica dei vettori. Algebra dei vettori: proiezione, moltiplicazione per scalare, somma, differenza. Rappresentazione a componenti cartesiane. Esempi ed esercizi. 11/03/ lezione - Parte propedeutica (terza lezione) Prodotto scalare e vettoriale: definizione, proprieta', esercizi. Elementi di cinematica: definizione di moto, di punto materiale, di traiettoria, di spostamento. Esempi ed esercizi. La legge oraria. 12/03/ lezione - Parte propedeutica (terza lezione) Ancora sulla cinematica: velocita' media e istantanea; accelerazione media e istantanea. Esempi ed esercizi. Discussione delle caratteristiche e delle leggi orarie di moti particolari: moto rettilineo uniforme, moto rettilineo uniformente accelerato, moto circolare uniforme (velocita' lineare e velocita' angolare). Pagina 2 di 8

3 13/03/ lezione - Parte propedeutica (quinta lezione) Sistemi di riferimento inerziali. I principi della dinamica. Massa inerziale e forze. Quantita' di moto e impulso. Teoremi della conservazione della quantita' di moto e dell'impulso. Peso e massa gravitazionale. Densita' di massa. 18/03/ lezione - Meccanica (prima lezione) La forza peso e la densita'. Forze e calcolo di traiettorie e leggi orarie. Esempi ed esercizi. Definizione di lavoro di una forza costante. Studio di casi particolari. 19/03/ lezione - Meccanica (seconda lezione) Definizione generale di lavoro. Il concetto di energia in Fisica. Energia cinetica e teorema dell'energia cinetica. Forse conservative e forze dissipative (attrito). Dimostrazione che la forza peso e' conservativa. La forza elastica come altro esempio di forza conservativa. Teorema di conservazione dell'energia meccanica. Esempi ed esercizi. Potenza e rendimento di una macchina meccanica. 20/03/ lezione - Meccanica (terza lezione) Momento di una forza rispetto ad un punto. Le condizioni di equilibrio del punto materiale e del corpo rigido. Le leve. Applicazioni alla biomeccanica: (i) le articolazioni di cranio, piede e braccio come leve; (ii) l'equilibrio dell'articolazione dell'anca; (iii) la legge di Hooke applicata allo studio della frattura delle ossa. Pagina 3 di 8

4 25/03/ lezione - Meccanica (quarta lezione) I fludi: proprieta' generali e definizioni di base. Il concetto di superfici limite, superfici interne. Forze di pressione e definizione rigorosa di pressione. L'equilibrio nei liquidi: principio di isotropia della pressione, legge di Stevino, principio di Pascal. Pressione idrostatica e principio di Archimede. Esempi ed esercizi. Moto nei liquidi: la rappresentazione a linee di corrente. Definizione di regime di scorrimento stazionario. 26/03/ lezione - Meccanica (quinta lezione) Definizione di portata. Equazione di continuita' della corrente. Teorema di Bernouilli. Esempi ed esercizi. Liquidi ideali e liquidi viscosi: il concetto di resistenza idrodinamica. Classificazione dei moti laminare e turbolento. Esempi. 27/03/ lezione - Meccanica (sesta lezione) Analisi qualitativa dei fenomeni di attrito nei liquidi. Il concetto di resistenza idraulica. Moto in regime laminare: formule di Poiseuille. Moto in regime turbolento: velocita' critica e numero di Reynolds. Applicazioni di interesse biologico: la tensione superficiale e il fenomeno della capillarita'; elementi di fisiologia del sistema circolatorio analizzato come circuito idraulico semplice. Condotti in serie e in parallelo. Pagina 4 di 8

5 01/04/ lezione - Termodinamica (prima lezione) Concetti di base: descrizione macroscopica vs. descrizione microscopica; i concetti di sistema, di parametro e stato termodinamici, di funzione di stato, di pareti, di trasformazione. Elementi di termologia: la temperatura, la sua misura, le scale termometriche. Equilibrio termodinamico. Il concetto di energia interna. 02/04/ lezione - Termodinamica (seconda lezione) Trasformazioni termodinamiche: definizione e classificazione (isocore, isobare, isoterme, adiabatiche). Trasformazioni aperte e chiuse. Primo principio della termodinamica con esempi. Il concetto di "gas ideale" e le leggi empiriche di Boyle e Gay-Lussac. Dimostrazione dell'equazione di stato dei gas ideali. Esempi ed esercizi. 03/04/ lezione - Termodinamica (terza lezione) I gas reali: equazione di Van der Waals. Diagramma di fase e tarsformazioni di stato liquido-gasvapore. Il concetto di isoterma critica. Definizione e significato fisico di entalpia. Trasormazioni eso-/ endo-termiche. 08/04/ lezione - Termodinamica (quarta lezione) Meccanismi di trasmissione del calore e leggi che descrivono la convezione, la conduzione (eq. di Fourier) e l'irraggiamento (eq. di Stefan e di Wien). Esempi ed esercizi. Discussione di un caso paradigmatico: bilangio energico per un sistema a temperatura finita immerso in un ambiente a temperatura differente. Il concetto di metabolismo basale con esempi. Pagina 5 di 8

6 09/04/ lezione - Elettricita' e magnetismo (prima lezione) Fenomenologia delle interazioni tra cariche elettriche. La legge di Coulomb. Rappresentazione delle linee di forza. Esempi ed esercizi. Il concetto di campo elettrico, nel caso di cariche puntiformi. Dimostrazione che le forze elettrostatiche sono conservative. L'energia potenziale elettrostatica e il potenziale elettrostatico. Esempi ed esercizi. 10/04/ lezione - Elettricita' e magnetismo (seconda lezione) Comportamento elettrico dei materiali: conduttori, isolanti e semiconduttori. Carica e campo elettrico nei conduttori. Il concetto di capacita'. Il condensatore: capacita', collegamenti in serie e in parallelo. La corrente elettrica: intensita' di corrente, vettore densita' di corrente, legge di Ohm. Il caso particolare dei fili conduttori: il concetto di resistenza. Collegamenti di resistenze in serie e in parallelo. Esempi ed esercizi. 15/04/ lezione - Elettricita' e magnetismo (terza lezione) Introduzione ai fenomeni magnetici: fenomenologia delle interazioni tra fili percorsi da corrente. La legge di Laplace. La legge di Biot-Savart. Le linee del campo magnetico e il suo carattere di campo solenoidale. Esempi ed esercizi. 16/04/ lezione - Elettricita' e magnetismo (quarta lezione) La spira circolare e il solenoide e campi magnetici da loro generati. Esempi ed esercizi. Il fenomeno della induzione elettromagnetica e la forza elettromotrice indotta. La legge di Faraday-Neumann- Lentz. Il fenomeno della auto-induzione. Pagina 6 di 8

7 17/04/ lezione - Elettricita' e magnetismo (quinta lezione) Applicazioni degli effetti elettrici e magnetici a sistemi di interesse biologicio e medico: (1) flusso di soluti attraverso la membrana cellulare; (2) il potenziale di azione nelle cellule nervose; (3) il trasformatore e il defibrillatore cardiaco; (4) le onde elettromagnetiche: generalità' e loro effetti sui sistemi biologici. 29/04/ lezione - Ottica geometrica (prima lezione) I concetti di base dell'ottica geometrica: sorgenti, fronti d'onda e raggi luminosi. I fenomeni della riflessione, rifrazione e diffrazione. L'indice di rifrazione e il fenomeno della riflessione totale. Esempi ed esercizi. Il prisma e il suo potere dispersivo. Le approssimazioni di Gauss. Il diottro: formula dei punti coniugati e formula dei fuochi. Il concetto di aberrazione ottica e il caso del diottro piano. 30/04/ lezione - Ottica geometrica (seconda lezione) La lente: equazione dei punti coniugati nel limite di lente sottile. Lenti convergenti e divergenti. Potere diottrico di una lente. Costruzione dell'immagine di una lente. Ingrandimento. Applicazioni: il microscopio semplice e composto; l'ottica dell'occhio umano. 06/05/ lezione - Fisica della membrane (prima lezione) Generalita' sulla diffusione libera: la legge di Fick e il coefficiente di diffusione. Generalita' sulle membrane biologiche: struttura, caratteristiche geometriche, modellizzazione fisica. I fenomeni della diffusione, filtrazione e osmosi di soluti e solventi attraverso una membrana. Calcolo esplicito dei flussi di soluto e di solvente. Equazioni del trasporto accoppiato diffusione/filtrazione e filtrazione/osmosi. Pagina 7 di 8

8 07/05/ lezione - Simulazione prova di esame Somministrazione di un compito di esame con correzione e commenti del Docente. Consigli per la ottimale preparazione all'esame e gestione della prova. Pagina 8 di 8